Yeşil Cami, tek kubbeli klasik camilerde mekân genişletme yolunda ilk araştırmaları işaret eden ve İznik’te Osmanlı mimarisinin en önemli ve anıtsal yapısı olarak kabul edilen bir yapıdır. Caminin yapımına Çandarlı Halil Hayrettin Paşa başlamış, 1378’de ölümünden sonra 1392’de oğlu Ali Paşa tarafından tamamlanmıştır. Bursa Yeşil Cami gibi cami de, yaptıranının adıyla değil, çini özellikleriyle tanınmıştır. İslami Eserler Müzesi’nin güneydoğusunda yer alan cami, çevre düzenlemesi yapılmış geniş bir yeşil alan içindedir.

Yeşil Cami, tek kubbeli, minareli camiler arasında önemli bir eser olarak kabul edilir ve şehir dokusunda baskın bir görünüm sunar. Caminin ismi ilk olarak Evliya Çelebi’nin Seyahatnamesi’nde geçmektedir. Cami iç mekânında güçlü taş işçiliği ve geometrik desenlerle dikkat çeker. Ana ibadet alanı 11×11 metre boyutlarında olup, kubbesi sekizgen bir kasnak üzerine oturur. Son cemaat yerinin sütunları ve kubbesi Bizans mimarisinden esintiler taşır.

Caminin iç kapısındaki kitabede, yapımın sadece Allah’ın hoşnutluğunu kazanmak amacıyla gerçekleştirildiği belirtilir. Yeşil, firuze, sarı ve mor renkli çinilerle süslenen minare, eski Türk ve Selçuklu örnekleriyle bağlanmaktadır. Cami, Selçuklu mimarisinden Osmanlı üslubuna geçişi temsil eder ve Milas’taki Firuz Bey ve Balat’taki İlyas Bey camilerinin mimarisini etkilemiştir. Caminin mihrabı, Osmanlı döneminin ilk mermer mihrabıdır ve oldukça detaylı taş işçiliğine sahiptir.

Yeşil Cami’nin revak kısmında, köşe ayakları ve duvarlar arasında mükemmel olarak nitelendirilebilecek yekpare mermer levhalardan dantel gibi oyularak işlenmiş şebekeler yer alır. Ancak İstiklal Savaşı sırasında bu levhaların önemli bir kısmı hasar görmüş, bazı değerli halılar ve kilimler çalınmıştır. 1920 yılında düşman birliklerinin İznik’i işgal etmesiyle cami hasar görmüş, son cemaat yeri ve taşıyıcı sütunlar zarar görmüştür.

Cami, 1956-69 yılları arasında ve 2015 yılında restorasyon çalışmaları geçirmiş olup, günümüzde hala aktif olarak kullanılmaktadır. Restorasyon çalışmalarında, mermer kabartmalar ve taş süslemeler dikkat çeker. Caminin cephelerinde, sarımtırak tonda iri mermer blokları ile kesme taş işçiliği görülür. Giriş kısmını çevreleyen korkuluk şebekeleri mermerden, ajurlu olarak işlenmiştir. Çini süsleme sadece minarede kullanılmıştır ve çinilerin büyük kısmı restorasyon sırasında yenilenmiştir. Minare, Orta Asya’dan batıya gelen Selçuklu minare geleneğinin Osmanlı sanatında sürdürülen güzel bir örneğidir.